锆冻胶水基压裂液

本文研究了一种新的水基压裂液即锆冻胶水基压裂液。这种压裂液是以聚丙烯酰胺(PAM)作成胶剂,用无机锆化合物作交联剂,加入适量的玻胶剂和防乳剂配成。其特点是粘度高、摩阻低、滤失系数小、可在指定的时间水化,水化后的残液无残渣,不与油乳化,因而易于从地层排出。作交联剂的无机锆化合物,可在破胶水化后作为粘土防膨剂,从而使这种水基压裂液特别适用于压裂粘土含量高的地层。本文还研究了影响锆冻胶的各种因素和锆冻胶作为压裂液的使用性能,证实这种冻胶比现场用得最多的硼冻胶优越。     

pH值对于表面硼改性纳米二氧化钛交联剂交联性能的影响

传统有机硼交联羟丙基瓜胶 （HPG）冻胶压裂液体系具有稠化剂用量大,压裂施工成本高,压裂残渣多,裂缝导流能力差等诸多缺点。为了达到降低压裂液稠化剂用量、提高压裂施工效果的目的, 采用“两步法”制备了一种表面硼改性的纳米二氧化钛颗粒 （NCC）作为HPG压裂液交联剂。研究了pH值对于NCC交联HPG冻胶耐温性能的影响,结果表明随着pH值的增加,NCC冻胶压裂液的耐温性能先增大后减小。所形成的冻胶压裂液在pH=12时耐温性能最佳。与传统有机硼交联剂相比,NCC可大大减小稠化剂用量,NCC交联的0.3 wt.% HPG冻胶在pH值为8~14的范围内均能保持良好的耐温性能。利用扫描电镜表征了NCC冻胶在不同pH值条件下的交联形貌及交联结构,结果表明,在pH值为12时,NCC冻胶微观形貌最致密。     

pH对于表面硼改性纳米二氧化钛交联剂交联性能的影响

传统有机硼交联羟丙基瓜胶(HPG)冻胶压裂液体系具有稠化剂用量大,压裂施工成本高,压裂残渣多,裂缝导流能力差等诸多缺点。为了达到降低压裂液稠化剂用量、提高压裂施工效果的目的,采用"两步法"制备了一种表面硼改性的纳米二氧化钛颗粒(NCC)作为HPG压裂液交联剂。研究了pH对于NCC交联HPG冻胶耐温性能的影响,结果表明随着pH的增加,NCC冻胶压裂液的耐温性能先增大后减小。所形成的冻胶压裂液在pH=12时耐温性能最佳。与传统有机硼交联剂相比,NCC可大大减小稠化剂用量,NCC交联的0.3wt%HPG冻胶在pH值8~14的范围内均能保持良好的耐温性能。利用扫描电镜表征了NCC冻胶在不同pH值条件下的交联形貌及交联结构,结果表明,在pH为12时,NCC冻胶微观形貌最致密。     

葡萄糖改性有机硼交联剂在水基聚乙烯醇压裂液中的应用

为验证聚乙烯醇作为水基冻胶压裂液的可行性,提出葡萄糖改性有机硼交联剂的压裂液体系.采用实验室自制葡萄糖改性有机硼交联剂,得出原料最佳配比n(硼砂):n(葡萄糖)=1∶1.5.葡萄糖改性有机硼交联剂对聚乙烯醇有很好的延时性和耐高温性,其交联时间可以控制在60～500 s之间,耐热温度在70℃左右.以聚乙烯醇为稠化剂的水基冻胶压裂液的最低有效浓度可达1.1%.     

胍胶压裂液体系在70℃下的破胶与悬砂性能研究

针对70℃储层,采用水溶性较好、残渣含量较少的超级胍胶作为胍胶压裂液的稠化剂,选用交联效果较好的有机硼交联剂以及其他添加剂作为压裂用压裂液体系。压裂液除具备携砂等基本性能外,还具备快速破胶易返排的特点。通过对破胶剂破胶机理的分析,和对压裂液破胶、携砂性能的综合评价,得到最佳破胶剂加量范围,实现压裂作业完成后压裂液快速破胶返排,减少对地层伤害的目的。     

聚乙烯醇压裂液有机硼交联剂YL-J的合成及应用

合成了一种适用于聚乙烯醇压裂液的有机硼交联剂YL-J.确定最佳合成条件为:硼砂质量分数20％,丙三醇25％,二乙醇胺30％,氢氧化钠1％～5％,反应时间4.Oh,反应温度80℃.流变实验表明,交联剂YL-J与聚乙烯醇稠化剂交联产生的冻胶在80℃剪切速率为170 s-1下连续剪切3600s,压裂液黏度250 mPa·s.静态悬砂实验表明,该压裂液体系具有较好的携砂性,砂子的沉降速度低于0.18 mm/s.破胶实验表明,聚乙烯醇压裂液破胶液黏度为2.3 mPa·s,低于油田要求的10 mPa·s,残渣质量浓度为79 mg/L.实验结果表明,有机硼交联剂YL-J交联的聚乙烯醇压裂液完全能满足压裂现场施工的要求.     

不同助剂对羟丙基胍胶压裂液低温破胶性能的影响

为解决水基压裂液在陕北油田特低温(15~30℃)条件下的破胶问题,研究了不同助剂对硼交联羟丙基胍胶水基压裂液破胶性的影响.实验发现:在破胶温度一定的情况下,压裂液中的增稠剂加量、体系pH值和不同类型的破胶剂及其加量等对压裂液的破胶均会产生不同程度的影响.在破胶剂中影响最大的是三元复合破胶体系.当破胶温度在15℃时,与单一剂((NH4)2S2O8)比较,二元破胶体系((NH4)2S2O8/加速剂A))将破胶时间缩短了41 h,三元破胶体系((NH4)2S2O8/H2O2/加速剂A)将压裂液的破胶时间缩短了45 h,且单井可节约费用近700元.该体系破胶剂在陕北特低温油田应用了30余井次.     

新疆油田玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的应用研究

新疆油田玛湖区块地层水矿化度高且含高价金属离子,对使用该区块地层水配制有机硼胍胶压裂液的性能造成了不利影响。针对玛湖地区地层水配制有机硼胍胶压裂液时,溶胀时间久、交联冻胶热稳定性差的问题,本文借助化学屏蔽技术,根据屏蔽剂工作原理,结合水中金属离子含量,推导出了屏蔽剂合理加量的计算公式,通过热稳定性能测试,确定出了适用于玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的屏蔽剂AH-1,在此基础,对玛湖地层水配制的有机硼胍胶压裂液性能进行了评价,结果表明：屏蔽剂AH-1的加入可使玛湖地层水配制的压裂液的剪切黏度维持在220mPa?s左右,且其溶胀性能、破胶性能均满足行业标准,现场试验取得了良好的应用效果,为玛湖油田的开发提供了资源保障。     

新疆油田玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的应用

新疆油田玛湖区块地层水矿化度高且含高价金属离子,对使用该区块地层水配制有机硼胍胶压裂液的性能造成了不利影响。针对玛湖地区地层水配制有机硼胍胶压裂液时,溶胀时间久、交联冻胶热稳定性差的问题,借助化学屏蔽技术,根据屏蔽剂工作原理,结合水中金属离子含量,推导出了屏蔽剂合理加量的计算公式,通过热稳定性能测试,确定出了适用于玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的屏蔽剂AH-1,形成了适用于玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的离子安全浓度窗口。对玛湖地层水配制的有机硼胍胶压裂液性能进行了评价,结果表明:屏蔽剂AH-1的加入可使玛湖地层水配制的压裂液的剪切黏度维持在220 m Pa·s左右,且其溶胀性能、破胶性能均满足行业标准,现场试验取得了良好的应用效果,为玛湖油田的开发提供了资源保障。     

磷酸酯/Fe3+型油基冻胶压裂液性能研究

针对磷酸酯/Al3+交联的油基压裂液交联速度慢,交联剂溶解性慢、稳定性差和价格高等缺点,首次对磷酸酯/Fe3+交联的油基压裂液体系进行了研究。通过对铁交联剂体系的优化,筛选一种磷酸酯/Fe3+交联的新型交联剂体系,并对磷酸酯/Fe3+油基冻胶压裂液性能进行了评价。结果表明:采用30%Fe2(SO4)3+15%二乙醇胺+55%水制备的新型交联剂体系,直接与磷酸酯混合即可形成油基冻胶,其性能不受放置时间的影响,交联速度快,成胶性能好,10 min就可达到最大黏度;压裂液的抗温抗剪切性能高,与常规铝交联剂体系比较,压裂液成胶速度提高了20倍,压裂液的抗温能力由原来100℃提高到135℃,并且压裂液的破胶性和滤失性等性能均能达到压裂施工的要求。     

羟乙基羧甲基纤维素与金属离子交联作用机理

纤维素作为丰富的可再生资源,在储层改造领域具有广阔的应用前景。纤维素压裂液近两年在气井压裂上的先导试验也取得了较好的增产效果。通过实验,对其稠化剂羟乙基羧甲基纤维素与高价金属离子的交联作用机理进行了研究。结果表明,该纤维素交联凝胶点的时间与频率无关,与交联剂浓度关系密切。在优化压裂液配方时,可根据需要调节交联时间;羟乙基羧甲基纤维素与高价金属离子交联即存在化学交联,同时也存在物理交联,纤维素分子链上的羟基同交联剂配位体中的羟基或有机锆中的离子产生强烈的氢键作用,形成物理交联点;纤维素分子链上的羧酸根同交联剂中的金属离子形成化学交联点。     

低温浅层油气井压裂液破胶技术研究进展

概述了近几年国内外在低温浅层油气井破胶技术及压裂液的研究进展,对氧化-还原破胶体系、耐高pH值酶破胶体系、水解生酸破胶体系、胶囊破胶剂及自生热压裂液、黏弹性表面活性剂压裂液的低温破胶原理、特性以及现场应用作了介绍,并对今后的发展方向进行了展望.     

多羟基醇压裂液体系交联剂研究

针对常规胍胶压裂液对油气藏储层伤害的现状,提出一种有机硼交联多羟基醇压裂液体系.通过室内实验为该体系合成了有机硼交联剂的基础物S-BQ,其最佳原料配比n(多元醇A)∶n(硼酸)为8∶1,催化剂Na2CO3的质量分数为0.35%左右.针对S-BQ延迟交联时间过长的问题,经复配加入延迟调节剂和助溶剂,制得性能优良的有机硼交联剂FS-BQ.用该交联剂交联的多羟基醇压裂液具有很好的延迟交联特性和剪切稳定性.此外,该压裂液体系破胶彻底,残渣含量低,对油气藏储层伤害小,适合于超低渗透油气田储层改造.     

低伤害多羟基醇压裂液体系研究

针对长庆油气田超低渗透的储层特点,从减少稠化剂集团在储层中的滞留、降低压裂液对储层的基质渗透率和支撑裂缝的伤害出发,开发出一种新型低伤害、低成本的低聚合多羟基醇水基压裂液体系.该压裂液体系以低聚合多羟基醇为稠化剂,有机硼为交联剂,合成了一种释酸剂作破胶剂.通过室内实验确定了压裂液的最佳配方:低聚合多羟基醇质量分数为2.0%、交联剂质量分数为0.8%、pH值调节剂质量分数为0.16%,并对其性能进行了评价.评价结果表明,该压裂液体系具有很好的流变性和抗剪切性,滤失量小,破胶彻底和残渣低等优良性能,对储层伤害小于常规胍胶压裂液.因此,该压裂液体系具有很好的应用前景.     

羟丙基胍胶压裂液重复利用技术研究

针对南泥湾采油厂压裂施工后返排液多、处理费用高,研究了羟丙基胍胶压裂液重复利用技术.首先,以羟丙基胍胶为稠化剂,硼砂为交联剂,缓释型SS-1为破胶剂制备可重复利用的压裂液基液.然后在40℃条件下,优化重复利用时破胶液与基液的混合比例,以及向混合液中加入交联剂、破胶剂和交联促进剂的量,满足现场施工60 s内交联、3 h后破胶的要求.通过室内实验确定了重复利用压裂液体系最佳配方:破胶液与基液混合体积比为1∶3,加入交联剂硼砂质量分数0.035%～0.045%,缓释型破胶剂SS-1质量分数0.25%～0.35%,交联促进剂质量分数0.03%～0.06%.性能评价结果表明,该压裂液体系具有良好的流变性和抗剪切性,滤失量小,破胶彻底和残渣低等优良性能,实现了压裂液的重复利用.     

安棚低渗裂缝性储层高温压裂液研究与应用

分析了安棚低孔、低渗裂缝性储层对压裂液的基本要求,确定了评价压裂液性能的实验温度,优化了稠化剂、胶联剂、破胶剂、助排剂等添加剂,形成了适宜于安棚油田的压裂液体系,该压裂液具有良好的耐温、耐剪切和延迟交联特性,携砂能力强、破胶彻底、伤害低,能够满足90～140℃温度地层压裂施工的需要。提出了变浓度压裂液优化设计技术,现场实施49井次,成功率91.3％,有效解决了高温裂缝性储层压裂易砂堵的难题。     

安棚低渗裂缝性储层高温压裂液研究与应用

分析了安棚低孔、低渗裂缝性储层对压裂液的基本要求,确定了评价压裂液性能的实验温度,优化了稠化剂、胶联剂、破胶剂、助排剂等添加剂,形成了适宜于安棚油田的压裂液体系,该压裂液具有良好的耐温、耐剪切和延迟交联特性,携砂能力强、破胶彻底、伤害低,能够满足90～140℃温度地层压裂施工的需要。提出了变浓度压裂液优化设计技术,现场实施49井次,成功率91.3％,有效解决了高温裂缝性储层压裂易砂堵的难题。     

油层水配制压裂液研究及性能评价

以油层水为基液,羟丙基胍胶为增稠剂,有机硼为交联剂,生物酶为破胶剂,研究出适用于不同温度的低温地层压裂液配方.确定稠化剂羟丙基胍胶的质量分数为0.4%,交联剂质量分数为0.5%.随着地层温度的升高,破胶剂生物酶的加量减少,25℃最佳质量浓度为100 mg/L,温度升至40℃时,生物酶最佳质量浓度仅50 mg/L.40℃条件下,该压裂液体系在170 s-1剪切速率下剪切30 min保留黏度大于50 mPa.s,测得破胶液黏度小于5 mPa.s.破胶液残渣质量浓度为450mg/L,残渣粒径平均值为2.8μm,岩心基质渗透率损害率为22.6%.